[发明专利]一种局部行程回流的往复压缩机气量调节方法

说明书

本发明涉及一种局部行程回流的往复压缩机气量调节方法，基于控制进气阀延时关闭让多余气体回流的基本原理，提出了一种通过只调节部分进气阀实现气量0～100％无级调节的方法，采用自适应调控方法实现机组气量的实时调节，该方法可大幅度降低了一台往复压缩机增加无级气量调节装置的投入成本，并且简化了控制系统。

技术领域

本发明涉及一种局部行程回流的往复压缩机气量调节方法，通过卸荷器控制的进气阀调节气缸中被压缩的气体量，自适应调节往复压缩机排气量，实现压缩机的高效经济运行。

背景技术

压缩机是工业装备中的关键设备，其性能的好坏和效率的高低直接影响着工艺生产。同时压缩机作为工艺生产中的一个环节，其实际的排量完全受前后端的工艺的影响通常不总是恒定在最大的额定排量。但是对于一台往复式压缩机，其容积式的结构原理决定了机组每个周期排出的气体均为吸气状态下的一个气缸体积的气体量。实际的生产中需要压缩机装置能够根据工艺流程的变化，原料种类的变更，以及市场需求的变化在较大的范围内进行自适应调节并只压缩所需的气体，实现压缩机装置的最经济运行。通过控制进气阀启闭气体回流的原理是目前主流的气量无级调节原理，基于该原理能够实现机组0～100％范围内的全量程无级调节，并且只压缩所需气量的气体能够最大限度减小能源浪费。

目前国内外已有数套基于控制进气阀启闭气体回流原理的气量调节装置。一种调节装置是通过步进电机或特定装置实现气阀与阀座之间旋转运动，控制旋转角度和频率调节进气阀启闭的时间实现气量的调节，如美国专利US-A-5695325通过特定装置在气阀与阀座之间旋转，采用旋转调节密封面积控制吸气阀的密封面积实现气量的调节；国内与此方法类似的发明有合肥通用机械研究院发明的专利CN102220958A。该方法气阀与阀座相互旋转运动时密封面一直存在相对运动，磨损会影响气阀的密封性能，不利于长期稳定运行。

西安交通大学发明的另外一种往复活塞压缩机排气量无级调节方法，见专利CN101173658B，该方法通过一个控制系统和一个或者多个能够压开吸气阀的执行机构，控制吸气阀的强制开启；若驱动装置动作则进气阀在整个压缩机工作周期中被开启，该周期气缸空载排气量为零；若驱动装置不动作则气阀正常启闭，该周期气缸满载，通过控制空载和满载的周期比例实现气量的调节。但此方法要实现全量程无级调节所需的控制周期变化较大，控制精度低。

另外一种调节装置是在所有进气阀上加装驱动和执行器控制气阀阀片的往复运动调节气阀的开闭时间，在每个压缩机周期中多余的气体会由进气阀回流至气腔，只压缩了需要体积量的气体实现了气量的无级调节。奥地利贺尔碧格公司研发的HydroCOM无级气量调节系统通过在所有进气阀上加装伺服电液阀控制气阀的开启和关闭，已申请了中国专利CN03158561.2、美国专利US6641371B2和US007331767B2、欧洲专利EP-A-0893605。国内专利CN103244399B通过在所有进气阀上加装脉冲信号控制的电磁阀驱动压缩机进气阀的强制开启时间来实现气量的控制。该方法和装置是目前主流的调节装置，在石油石化行业得到了应用。但该方法每个气阀上均需要安装精密的伺服控制装置，而大型往复压缩机的气阀数量通常比较多，这使得大型压缩机配套该调节装置的投入成本和维护成本很高，同时每个电液伺服阀为一个控制点，控制系统复杂。

发明内容

本发明基于控制进气阀延时关闭让多余气体回流的基本原理，提出了一种往复压缩机无级气量调节方法，可通过只调节部分进气阀实现气量0～100％全量程无级调节，采用自适应调控方法实现机组气量的实时适时调节。采用该方法设计了一套往复压缩机无级气量调节装置，大幅度降低了一台往复压缩机增加无级气量调节装置的投入成本，并且简化了控制系统。

本发明涉及一种往复压缩机无级气量调节方法，其特征在于：

1)设定机组总的进气阀数量为N，在往复压缩机所有进气阀中选取部分进气阀上安装气量调节卸荷器，控制气阀开闭，剩余的进气阀保持自动启闭；未加装卸荷器的进气阀数量为m，加装了卸荷器的进气阀数量为N-m；